Viides Voima: Tekijä Tai Kaunokirjallisuus?

{h1}

Jotkut fyysikot väittävät, että luonnon uusi voima olisi voitu löytää. Jos totta, se tarkoittaa, että meidän on kirjoitettava oppikirjat uudelleen.

Don Lincoln on Yhdysvaltojen energiaministeriön Fermilabin, Amerikan suurimman Hadron Collider -tutkimuslaitoksen, johtava tutkija. Hän kirjoittaa myös tiedettä yleisölle, mukaan lukien hänen viimeaikainen "Suuret Hadron Collider: Higgs Bosonin ylimääräinen tarina ja muut asiat, jotka räjäyttävät mielesi"(Johns Hopkins University Press, 2014). Voit seurata häntäFacebook. Lincoln antoi tämän artikkelin WordsSideKick.com's: lle Asiantuntijat: Op-Ed & Insights.

Tiede ja internet ovat levottomia suhteita: Tiede pyrkii etenemään eteenpäin huolellisen ja ikävän tietojen ja teorian arvioinnin kautta ja prosessi voi kestää vuosia. Sitä vastoin internetyhteisöllä on yleensä Doryn, "Finding Nemo" (ja nyt "Finding Dory") poissaolevien kaloja - muistio täällä, julkkiskuva siellä - katso... hauska kissa video.

Niinpä ihmiset, jotka ovat kiinnostuneita vakavasta tiedosta, pitäisi olla erittäin varovaisia, kun he lukevat online-tarinan, joka pyrkii olemaan paradigma-siirtymä tieteellinen löytö. Viimeaikainen esimerkki on yksi, joka viittaa siihen, että luonnon uusi voima olisi ollut löydetty. Jos totta, se tarkoittaa, että meidän on kirjoitettava oppikirjat uudelleen.

Fyysikkona haluan tuoda tiukan tieteellisen valon vaatimukseen.

[Beyond Higgs: 5 turhia hiukkasia, jotka saattavat kuulla maailmankaikkeudessa]

Viides voima

Joten mitä on väitetty?

7. huhtikuuta 2015 julkaistussa artikkelissa fysikaalisten asiakirjojen arXiv-arkistoon ryhmä unkarilaisia ​​tutkijoita kertoi tutkimuksesta, jossa he keskittyivät voimakkaaseen protonien säteen (atomien keskelle löytyneet hiukkaset) ohuisiin litiumkohteisiin. Törmäykset synnyttivät beryllium-8: n inhiittuneita ytimiä, jotka hajoavat tavallisiin beryllium-8: een ja elektrone-positroni-hiukkasten pariin. (Positroni on elektronin antimateriaalivalenssi.)

Vakiomalli on teorioiden kokoelma, joka kuvaa pienimpiä kokeellisesti havaittuja ainepartikkeleja ja energian ja aineen vuorovaikutusta.

Vakiomalli on teorioiden kokoelma, joka kuvaa pienimpiä kokeellisesti havaittuja ainepartikkeleja ja energian ja aineen vuorovaikutusta.

Luottamus: Karl Tate, WordsSideKick.com Infographic -artisti

He väittivät, että niiden tietoja ei voitu selittää tunnetuilla fysikaalisilla ilmiöillä standardimallissa, joka hallitsee hiukkasfysiikkaa. Mutta he väittivät, että he voisivat selittää tietoja, jos uuden hiukkasen massa oli noin 17 miljoonaa sähkövirttiä, mikä on 32,7 kertaa raskaampaa kuin elektroni ja vain ujo 2 prosenttia protonin massasta. Hiukkaset, jotka syntyvät tällä energia-alueella, joka on suhteellisen alhainen nykyaikaisilla standardeilla, on tutkittu hyvin. Ja niin olisi hyvin yllättävää, jos uusi energiajärjes- telmä löydettiin.

Kuitenkin mittaus säilyi vertaisarvioinnissa ja julkaistiin 26. tammikuuta 2016 lehdessä Physical Review Letters, joka on yksi arvostetuimmista fysiikan lehdistä maailmassa. Tässä julkaisussa tutkijat ja tämä tutkimus selvittivät vaikuttavan esteitä. [Mikä tuo on? Vastautetut fysiikan kysymykset]

Niiden mittaaminen sai vähän huomiota, kunnes Kalifornian yliopiston, Irvine (UCI) -ryhmän teoreettisten fyysikkojen ryhmä käänsi huomionsa siihen. Kuten teoreetikot tavallisesti tekevät ristiriitaisella fysiikan mittauksella, joukkue vertaili sitä viime vuosisadan tai viimeisen vuosikymmenen aikana koottuun työhön, jotta näet, ovatko uudet tiedot johdonmukaisia ​​tai ristiriidassa nykyisen tietämyksen kanssa. Tässä tapauksessa he katsoivat noin kymmenestä julkaistusta tutkimuksesta.

He löysivät, että vaikka mittaus ei ristiriidassa aiempien tutkimusten kanssa, se näytti olevan jotain, jota ei koskaan havaittu - ja jotain, jota standardimalli ei voinut selittää.

Uusi teoreettinen kehys

Jotta Unkarin mittaus olisi järkevää, niin tämä UCI-teoreetikkojen ryhmä loi uuden teorian.

Irvine-ryhmän keksimä teoria on todella eksoottinen. Ne alkavat hyvin järkevällä olettamuksella, että mahdollinen uusi hiukkanen on jotain, jota nykyinen teoria ei kuvaa. Tämä on järkevää, koska mahdollinen uusi hiukkanen on hyvin pieni massa ja se olisi löydetty aiemmin, jos sitä ohjasi tunnettu fysiikka. Jos tämä olisi uusi fysiikan hallitseva partikkeli, ehkä uusi voima on mukana. Koska perinteisesti fyysikot puhuvat neljästä tunnetusta perusvoimasta (painovoima, sähkömagnetismi ja vahvat ja heikot ydinvoimat), tämä hypoteettinen uusi voima on kutsuttu "viidentenä voimana".

Viidennen voiman teorioilla ja löydöillä on sekava historia, joka kestää vuosikymmeniä, kun mittaukset ja ajatukset syntyvät ja katoavat uusilla tiedoilla. Toisaalta, mysteerejä ei selitetä tavallisella fysiikalla, kuten esimerkiksi pimeällä aineella. Vaikka pimeää ainetta on historiallisesti mallinnettu yhtenä vakaan ja massiivisen partikkelin muodoksi, joka kokee painovoimaa ja mikään muu tunnetuista voimista, ei ole mitään syytä, että pimeä aine ei voinut kokea voimia, joita tavallinen aine ei kokene. Loppujen lopuksi tavallinen asia kokee voimia, että pimeä aine ei, joten hypoteesi ei ole niin typerä.

Ei ole mitään syytä, että pimeä asia ei voinut kokea voimia, joita tavallinen aine ei kokene. Tässä galaksiklusterissa Abell 3827 pimeä aine havaittiin vuorovaikutuksessa itsensä kanssa galaksin törmäyksen aikana.

Ei ole mitään syytä, että pimeä asia ei voinut kokea voimia, joita tavallinen aine ei kokene. Tässä galaksiklusterissa Abell 3827 pimeä aine havaittiin vuorovaikutuksessa itsensä kanssa galaksin törmäyksen aikana.

Luotto: ESO

On olemassa monia ideoita voimista, jotka vaikuttavat vain pimeään aineeseen ja termi tähän perusideaan kutsutaan "monimutkaiseksi pimeäksi aineeksi". Yksi yleinen ajatus on, että on tumma fotoni, joka toimii vuorovaikutuksessa tumman pitoisuuden kanssa. Tämä hiukkanen on tavallisen aineen fotonin analoginen aine, joka vuorovaikuttaa tutun sähkövarauksen kanssa. Poikkeus: Tietyt kompleksisen pimeän aineen teoriat pätevät tummia fotoneja, joiden massa on voimakasta kontrastia tavallisten fotonien kanssa. [Galleria: Dark Matter koko maailmankaikkeuden]

Jos tummia fotoneja esiintyy, ne voivat liittyä tavallisiin aineisiin (ja tavallisiin fotoneihin) ja hajota elektroni-positronipareiksi, mikä Unkarin tutkimusryhmä tutkii. Koska tummat fotonit eivät ole vuorovaikutuksessa tavallisen sähköisen latauksen kanssa, tämä kytkentä voi tapahtua vain kvanttimekaniikan haasteiden takia. Mutta jos tutkijat alkavat nähdä lisää elektrone-positronipareja, se voisi tarkoittaa, että he tarkkailivat tummaa fotonia.

Irvine-ryhmä löysi mallin, johon kuului "protophobinen" hiukkanen, jota aikaisemmat mittaukset eivät sulki pois ja selittäisi Unkarin tulosta. Hiukkaset, jotka ovat "protofoobisia", mikä kirjaimellisesti tarkoittaa "protonien pelkoa", harvoin tai eivät koskaan ole vuorovaikutuksessa protonien kanssa, mutta voivat olla vuorovaikutuksessa neutronien kanssa (neutrofiilinen).

Irvine-ryhmän ehdottamassa hiukkasessa on viides ja tuntematon voima, joka on 12 femtometrin alueella eli noin 12 kertaa suurempi kuin protoni. Hiukkanen on protophobinen ja neutrofiilinen. Ehdotetulla hiukkasella on 17 miljoonan elektronin volttia ja se voi hajota elektron-positronipareiksi. Unkarin mittauksen selittämisen lisäksi tällainen partikkeli auttaisi selittämään eräitä muita kokeita havaitsemia eroja. Tämä viimeinen seuraus lisää painoarvoa ajatukseen.

Paradigman siirtymävoima?

Joten tämä on tilanne.

Mikä on todennäköisesti totta? Tietenkin tiedot ovat kuninkaita. Muissa kokeissa on vahvistettava tai kumottava mittaus. Mikään muu ei todellakaan ole väliä. Mutta se kestää vuosia tai jonkin aikaa, ja jos sinulla on jonkinlainen käsitys ennen, se saattaa olla mukavaa. Paras tapa arvioida todennäköisyyttä todellisen löytämisen kannalta on tutkia eri tutkijoiden maineita. Tämä on selvästi huono tapa tehdä tieteen, mutta se auttaa varjostamaan odotuksiasi.

Aloitetaan siis Irvine-ryhmällä. Monet heistä (vanhemmat, tyypillisesti) ovat arvostettuja ja vakiintuneita alan jäseniä, joilla on aikaisempia aineellisia ja kiinteitä papereita. Ryhmään kuuluu aikakauslehti, sekä vanhempia että nuorempia jäseniä. Täyden paljastumisen vuoksi tunnen joitain niistä henkilökohtaisesti ja itse asiassa kaksi niistä on lukenut teoreettiset osuudet kirjoista, jotka olen kirjoittanut yleisölle varmistaakseni, etten sano mitään typerää. (Muuten he eivät löytäneet mitään gaffeja, mutta he varmasti auttoivat selventämään tiettyjä kohtia.) Tämä varmasti osoittaa suurta huomiota Irvine-ryhmän jäsenille, mutta mahdollisesti heikentää mielipiteeni. Mielestäni he melkein varmasti tekivät perusteellisen ja ammattimaisen tehtävän vertaamalla uutta malliaan olemassa oleviin tietoihin. He ovat löytäneet pienen ja tuntemattoman alueen mahdollisista teorioista, joita voisi esiintyä.

Toisaalta teoria on melko spekulatiivinen ja erittäin epätodennäköinen. Tämä ei ole syytös... kaikki ehdotetut teoriat voitaisiin merkitä tällä tavalla. Loppujen lopuksi hiukkasfysiikan ohjaava vakiomalli on lähes puoli vuosisataa vanha ja sitä on tutkittu perusteellisesti. Lisäksi kaikki uudet teoreettiset ideat ovat spekulatiivisia ja epätodennäköisiä, ja lähes kaikki ovat vääriä. Tämä ei myöskään ole syytös. On olemassa monia tapoja lisätä mahdollisia muutoksia olemassa oleviin teorioihin uusien ilmiöiden huomioon ottamiseksi. He eivät voi olla kaikki oikeassa. Joskus ehdotetuista ideoista ei ole oikeita.

Ryhmän jäsenten maineesta voidaan kuitenkin päätellä, että he ovat luoneet uuden idean ja verranneet sitä kaikkiin asiaankuuluviin olemassa oleviin tietoihin. Se, että he julkaisivat mallinsa, merkitsivät sitä, että hän selviytyi testistään ja siten se on uskottava, joskin epätodennäköinen.

Entä Unkarin ryhmä? En tiedä yhtäkään heistä henkilökohtaisesti, mutta artikkeli julkaistiin Physical Review Letters - liitu merkillä win-sarakkeessa. Ryhmä on kuitenkin julkaissut myös kaksi aikaisempia julkaisuja, joissa havaittiin vertailukelpoisia poikkeamia, mukaan luettuna mahdollinen hiukkanen, jonka massa oli 12 miljoonaa elektronin volttia ja toinen julkaisu, jossa vaadittiin hiukkasen löytymistä noin 14 miljoonan elektronin volttimassalla. Molemmat näistä väitteistä myöhemmin väärennettiin muilla kokeilla.

Lisäksi unkarilainen ryhmä ei ole koskaan tyydyttävästi ilmoittanut virheestä, joka johti näihin virheellisiin väitteisiin. Toinen mahdollinen puna-lippu on, että ryhmä julkaisee harvoin tietoja, jotka eivät vaadi poikkeamia. Se on epätodennäköistä. Oman tutkijan urani useimmat julkaisut olivat vahvistus olemassa olevista teorioista. Pysyvät poikkeavuudet ovat hyvin, hyvin harvinaisia.

Joten mikä on pohja? Pitäisikö sinun innostua tästä uudesta mahdollisesta löytämisestä? No... varma... mahdolliset löydöt ovat aina jännittäviä. Standardimalli on ollut puolen vuosisadan ajankäyttötesti, mutta selittämätön mysteerejä on olemassa ja tiedeyhteisö etsii aina löytöä, joka osoittaa meidät uuden ja paremman teorian suuntaan. Mutta millä todennäköisyydellä tämä mittaus ja teoria johtavat siihen, että tieteellinen maailma hyväksyy uuden voiman, jonka koko vaihtelee 12 fm: n välillä ja partikkelilla, joka hävittää protonit? Minun mielestäni tämä on pitkä laukaus. En ole niin sanguine kuin mahdollisuudet tämän tuloksen.

Tietenkin tämä lausunto on vain se... lausunto, vaikkakin tietoinen.Muut kokeilut etsivät myös tummia fotoneja, koska vaikka Unkarin mittaus ei kestä tarkastelua, pimeässä aineessa on edelleen todellinen ongelma. Monet tummat fotonit etsivät tutkimukset tutkivat samaa parametrista (esim. Energia, massa ja hajoamistilat), joissa unkarilaiset tutkijat väittävät löytäneen poikkeaman. Pian (vuoden sisällä) tiedämme, onko tämä epäkohta löydöksessä vai vain eräässä muussa tilanteessa, joka väliaikaisesti innostaa yhteisöä, vain hylätään, kun parempia tietoja tallennetaan. Ja lopputuloksesta riippumatta hyvä ja parempi tiede on lopullinen tulos.

Seuraa kaikkia asiantuntijaryhmiä koskevia kysymyksiä ja keskusteluja - ja voit liittyä keskusteluun - Facebookissa, Twitterissä ja Google+ -palvelussa. Näkemykset ovat tekijän näkemyksiä, eivät välttämättä vastaa julkaisijan näkemyksiä. Artikkelin tämä versio julkaistiin alun perin WordsSideKick.com -sivustolla.


Video Täydentää: 3000+ Portuguese Words with Pronunciation.




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com